在大規模生物發酵生產中,改善溶氧電極水平均勻性對于提高發酵效率和產品質量至關重要,以下是采用氣體擴散系統和生物降解活性劑這一方法的講解說明。在曝氣灌溉中,采用變壓分離制氧技術-氧氣擴散系統-空氣注射技術耦合系統,可以有效分析NaCl介質及生物降解活性劑對純氧曝氣灌溉水氧傳輸特性的影響。其中,生物降解活性劑BS1000的添加促進氧傳質過程的發生,提高了曝氣水中的溶氧飽和度。當BS1000質量濃度在2mg/L及以上時,NaCl介質對氧總傳質系數的增幅明顯,而NaCl介質對曝氣水中的溶氧飽和度起到抑制作用。各組合條件下,曝氣滴灌中流量均勻系數均在95%以上,溶氧均勻系數均在97%以上。添加活性劑BS1000可使氧總傳質系數平均提高18.85%以上。由此可見,通過合理使用生物降解活性劑和特定的氣體擴散系統,可以改善溶氧水平的均勻性,為大規模生物發酵生產提供了一種可行的技術手段。溶氧電極的電解液(如氯化鉀)維持離子傳導,確保電化學反應持續進行。蘇州微生物培養用溶氧電極
在微生物工程和生物技術領域,溶氧電極能夠輔助工藝參數調整,在微生物燃料電池(MFC)中,溶解氧是一個重要因素。不同初始陰極電解液溶解氧微環境下,MFC 的性能表現不同。例如,在以氮廢水為底物的兩室 MFC 中,分別在缺氧(1.5mg/L)、正常值(3.4mg/L)和富氧(4.4mg/L)三種不同初始陰極電解液溶解氧條件下進行研究。結果表明,MFC 性能取決于陰極的初始溶解氧濃度,在缺氧條件下功率密度優良。此外,高通量測序用于探索每個階段的陰極生物膜和微生物群落懸浮液,結果顯示陰極電極的優勢屬從 Pirellula 變為 Thermomonas,直至變為 Azospira。缺氧條件下,異養反硝化細菌活性受到抑制,硝化細菌比例增加。在微生物燃料電池中,陰極界面的溶解氧濃度是影響其性能的關鍵因素。通過運行三種不同溶解氧條件下的 MFC(空氣呼吸型、水浸沒型和由光合微生物輔助型)發現,在所有情況下,生物陰極都改善了與非生物條件相比的氧還原反應,其中空氣呼吸型 MFC 性能優良。光合培養物在陰極室中提供高溶解氧水平,高達 16mgO?/L,維持了 P-MFC 生物陰極中的好氧微生物群落。Halomonas、Pseudomonas 和其他微需氧屬達到總 OTUs 的 > 50%。山東極譜法溶解氧電極高濃度有機物可能污染溶氧電極的膜,需定期化學清洗或更換膜。
淀粉液化芽孢桿菌、出芽短梗霉和短梗霉,在生物發酵產酶過程中對溶氧電極水平的具體需求和差異說明。1、淀粉液化芽孢桿菌(Bacillus amyloliquefaciens)BS5582 在 IOL - 全自動發酵罐規模生產 β- 葡聚糖酶時,通過控制通氣量、罐壓和攪拌轉速進行溶氧優化。在裝液量 6L,接種量 6.67%,發酵溫度 37℃的條件下,優化后通氣量 9L/min,攪拌轉速 600r/min,罐壓 0.6MPa,β- 葡聚糖酶酶活在 44h 達到 511U/mL,比優化前提高了 122.76%。2、從自然界中分離篩選出的短梗霉菌株 ipe-3 和 ipe-5,經 2.7L 發酵罐發酵。研究發現,在 70%溶氧條件下,ipe-3 聚蘋果酸產量為 10.027g/L,蘋果酸產量為 5.70g/L,ipe-5 聚蘋果酸產量為 03g/L,蘋果酸產量較高為 57.24g/L。與 70%溶氧條件下發酵產量相比,在 10%溶氧條件下,ipe-3 聚蘋果酸產量降低了 41.67%,蘋果酸產量降低了 62.63%;ipe-5 不產聚蘋果酸,蘋果酸產量降低了 83.05%。得出溶氧降低導致菌體濃度及葡萄糖利用速率降低,從而造成短梗霉發酵產酸的產量降低。
溶氧電極的測量精度受多種因素影響。溫度變化會對電極的測量結果產生干擾,因為溫度會改變溶液中氧氣的溶解度以及電極反應的速率。為此,許多溶氧電極配備了溫度補償功能,通過內置的溫度傳感器,實時監測溶液溫度,并對測量結果進行校正。此外,電極表面的污染也會降低測量精度,如水中的雜質、微生物等附著在電極表面,會阻礙氧氣的傳遞和電極反應的進行。定期對電極進行清洗和維護,能夠有效減少此類影響,保證測量精度 。微基智慧科技(江蘇)有限公司熒光法溶氧電極基于熒光猝熄原理,通過測量藍光激發熒光物質產生的紅光強度變化來間接反映溶解氧的濃度。
溶氧電極在發酵罐廠中的安裝與調試,在發酵罐廠中,溶氧電極的安裝位置非常關鍵。一般來說,溶氧電極應該安裝在發酵罐的適當位置,以確保能夠準確地測量發酵液中的溶氧水平。在安裝溶氧電極之前,需要對其進行調試,以確保其能夠正常工作。調試過程包括校準溶氧電極、檢查電極的響應時間和穩定性等。只有經過調試合格的溶氧電極才能投入使用。同時,溶氧電極能夠實時監測發酵過程中的溶氧水平,為發酵過程的控制提供關鍵數據。通過連續監測溶氧水平,可以及時發現發酵過程中的異常情況,如溶氧過低或過高,并采取相應的措施進行調整。例如,當溶氧過低時,可以通過增加通氣量、提高攪拌速度等方式提高溶氧水平;當溶氧過高時,可以適當降低通氣量或攪拌速度,以避免微生物的過度氧化。溶解氧電極在好氧發酵中尤為重要,因為許多微生物的代謝活性高度依賴氧氣供應。蘇州微生物培養用溶氧電極
生物反應器依賴溶氧電極精確調控氧濃度,保障細胞培養和產物合成。蘇州微生物培養用溶氧電極
溶氧電極在化妝品生產過程中也能發揮作用。在一些化妝品的配方中,氧氣的存在可能會影響產品的穩定性和保質期。例如,某些含有不飽和脂肪酸的化妝品原料,在有氧環境下容易發生氧化變質,導致產品顏色、氣味和質地發生變化。溶氧電極可用于監測化妝品生產過程中的溶解氧濃度,通過控制生產環境的氧氣含量,或在產品中添加抗氧化劑等方式,防止產品氧化變質,保證化妝品的質量和品質。溶氧電極的抗干擾能力是衡量其性能的重要指標之一。在實際應用環境中,往往存在各種干擾因素,如電磁干擾、化學物質干擾等。為提高抗干擾能力,溶氧電極在設計上采用了多種技術手段。例如,通過優化電極的電路結構,增加屏蔽層,減少電磁干擾對電極信號的影響;選擇對干擾物質具有高選擇性的透氣膜和電解液,降低化學物質干擾的可能性。具備良好抗干擾能力的溶氧電極能夠在復雜環境下穩定工作,提供準確可靠的測量結果。蘇州微生物培養用溶氧電極